JP5249796B2 - フレキシブルプリント回路基板補強用フィルム、フレキシブルプリント回路基板補強板およびフレキシブルプリント回路基板積層体 - Google Patents
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Description
本発明は、フレキシブルプリント回路基板の補強用フィルムとして接着シートとの接着性に優れ、はんだリフロー後も接着性を保つことができるフレキシブルプリント回路基板補強用フィルム、フレキシブルプリント回路基板補強板およびフレキシブルプリント回路基板積層体に関する。
携帯電話などの電子機器の技術進歩に伴って、フレキシブルプリント回路（以下、ＦＰＣと略記することがある）基板の需要が急激に伸びている。ＦＰＣを製造する際の加工性において、フィルムの薄膜化に伴い、基板フィルム自体の剛性が低下し、ＦＰＣを製造する際の加工性が困難になってきている。このような加工性低下を改良する方法として、基板フィルムとは別にＦＰＣ補強用フィルムを補強板として用い、加工性が求められる部位に接着シートを介して補強板をＦＰＣ基板と貼りあわせることにより保持し、全体として剛性を持たせる方法が用いられている。
従来、かかるＦＰＣ補強用フィルムにはポリイミドフィルムを２層以上貼り合わせた積層フィルムが使用されてきた。しかしながら、ポリイミドは素材の性質上、フィルム化や７５μｍ以上の膜厚フィルムの作成が困難であり、また非常に高価なものである。その他、ポリイミドは比較的吸水しやすくＦＰＣ などの電子材料として取り扱いにくい特性も有している。一方、耐熱性に優れてはいるが、本用途においては過剰品質である点も否めない。
一方、ＦＰＣ基板フィルムとしてはポリイミド以外の他素材も検討されており、例えば特許文献１では、ポリエチレンナフタレートフィルムを用いたＦＰＣ基板用フィルムが提案されており、加工時の補強用フィルムとして用いてもよいことが開示されている。しかしながら特許文献１に開示されているポリエチレンナフタレートフィルムを用いてはんだリフロー処理を行うと、接着シートとの密着性が十分でないことがあり、補強用フィルムの剥がれや、接着界面に膨れが発生したり、ＦＰＣ基板と補強用フィルムの間のピール強度が低下することがあった。
また、特許文献２においてポリエチレンナフタレートよりなるＦＰＣ基板の補強板としてポリエチレンナフタレートを用い、その片面に特定の接着剤層を形成することが開示されているが、接着性を高めるために特定の接着剤を使用する必要があった。
このように、ポリエチレンナフタレートをフレキシブル回路基板の補強用フィルムとして用いたときに、市販の接着シートを介した方法では、ポリエチレンナフタレート補強フィルムとの密着性は未だ十分ではなく、はんだリフロー工程において部分的に剥がれや膨れが生じるという課題があり、その改良が求められている。
本発明の目的は、ＦＰＣ基板の補強用フィルムとして市販の接着シートとの密着性に優れ、はんだリフロー工程において、市販の接着シートを用いてＦＰＣ基板と補強板とを貼り合せた場合であっても、接着界面に部分的な剥がれや膨れの生じない、ＦＰＣ基板補強用フィルム、ＦＰＣ基板補強板およびＦＰＣ基板積層体を提供することにある。
本発明者等は、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、二軸配向ポリエステルフィルム基材層を有する補強用フィルムにおいて、高温での寸法安定性を有するとともに、基材層の少なくとも片面を非常に粗面化することにより、市販の接着シートとの密着性が従来よりも向上し、２６０℃程度のリフロー工程における部分的な剥がれや膨れが生じなくなることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の目的は、二軸配向ポリエステルフィルム基材層を有するフレキシブルプリント回路基板補強用フィルムであり、該基材層のポリエステルがポリエチレンナフタレートであり、２００℃で１０分間加熱処理したときの該補強用フィルムの熱収縮率がフィルム長手方向および幅方向の両方向において−０．５％以上０．５％以下であって、かつ基材層の少なくとも片面における平均表面粗さＲａが６００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の粗面を有するフレキシブルプリント回路基板補強用フィルムによって達成される。
本発明はまた、本発明のフレキシブルプリント回路基板補強用フィルムを用いたフレキシブルプリント回路基板補強板に関するものである。
本発明は、さらに、フレキシブルプリント回路基板に接着シートを介して本発明のフレキシブルプリント回路基板補強板が貼りあわされたフレキシブルプリント回路基板積層体に関するものであり、その好ましい態様として接着シートがエポキシ系接着シートまたはアクリル系接着シートであること、フレキシブルプリント回路基板のベースフィルムがポリイミドまたはポリエステルであること、のいずれか１つを包含するものである。
本発明は、さらに、フレキシブルプリント回路基板に接着シートを介して本発明のフレキシブルプリント回路基板補強板が貼りあわされたフレキシブルプリント回路基板積層体に関するものであり、その好ましい態様として接着シートがエポキシ系接着シートまたはアクリル系接着シートであること、フレキシブルプリント回路基板のベースフィルムがポリイミドまたはポリエステルであること、のいずれか１つを包含するものである。
本発明によれば、本発明のフレキシブルプリント回路基板補強用フィルムは、はんだリフロー後の密着性が良好で、部分的な剥がれや膨れがなく生産性に優れており、その工業的価値は極めて高い。
以下、本発明を詳しく説明する。
＜二軸配向ポリエステルフィルム基材層＞
本発明の二軸配向ポリエステルフィルム基材層を構成するポリエステルは、ナフタレンジカルボン酸とエチレングリコールとの重縮合によって得られるポリエチレンナフタレートであり、中でもポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートが好ましい。
＜二軸配向ポリエステルフィルム基材層＞
本発明の二軸配向ポリエステルフィルム基材層を構成するポリエステルは、ナフタレンジカルボン酸とエチレングリコールとの重縮合によって得られるポリエチレンナフタレートであり、中でもポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートが好ましい。
本発明におけるポリエステルは、ホモポリマーであってもよく、また共重合体、２種以上のポリエステルとの混合体のいずれであってもかまわない。共重合体または混合体における他の成分は、全酸成分を基準として１０モル％以下、さらに５モル％以下であることが好ましい。共重合成分としては、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリアルキレングリコール等のジオール成分、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸等のジカルボン酸成分が挙げられる。
ポリエステルは、公知の方法を適用して製造することができる。例えば、ジオールとジカルボン酸および必要に応じて共重合成分をエステル化反応させ、次いで得られる反応生成物を重縮合反応させてポリエステルとする方法で製造することができる。また、これらの原料モノマーの誘導体をエステル交換反応させ、次いで得られる反応生成物を重縮合反応させてポリエステルとする方法で製造してもよい。
ポリエステルの固有粘度は、ｏ−クロロフェノール中、３５℃において、０．４０ｄｌ／ｇ以上であることが好ましく、０．４０ｄｌ／ｇ以上０．８０ｄｌ／ｇ以下であることがさらに好ましい。固有粘度が０．４０ｄｌ／ｇ未満ではフィルム製膜時に切断が多発したり、成形加工後の製品の強度が不足することがある。一方固有粘度が０．８０ｄｌ／ｇを超える場合は重合時の生産性が低下する。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、本質的に上述のポリエステルからなるが、本発明の目的を損なわない範囲で、極少量の添加剤、例えば滑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤、光安定剤、熱安定剤を含んでいてもよい。これらの添加剤を含む場合、その含有量はフィルムの重量を基準として５重量％以下であることが好ましく、さらに３重量％以下、特に１重量％以下であることが好ましい。
また滑剤として、たとえば炭酸カルシウム、シリカ、タルク、クレー、などの無機粒子、シリコーンや熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂からなる有機粒子、硫酸バリウム、酸化チタン等の顔料といった不活性粒子を単独あるいは２種以上添加しても良い。
また滑剤として、たとえば炭酸カルシウム、シリカ、タルク、クレー、などの無機粒子、シリコーンや熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂からなる有機粒子、硫酸バリウム、酸化チタン等の顔料といった不活性粒子を単独あるいは２種以上添加しても良い。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルムは、公知の方法を用いて二軸延伸された二軸配向フィルムである。基材層が二軸配向フィルムであることにより、補強用フィルムとして十分な機械的特性および耐熱寸法安定性を有する。
＜その他の構成層＞
本発明のフレキシブルプリント回路基板補強用フィルムは、基材層の少なくとも片面に以下の成分からなる塗布層を積層してもよい。塗布層を積層する場合、例えば二軸延伸により得られたポリエステルフィルム基材層に、塗剤を塗布する方法が挙げられ、基材層の粗面側に形成されることが好ましい。
本発明のフレキシブルプリント回路基板補強用フィルムは、基材層の少なくとも片面に以下の成分からなる塗布層を積層してもよい。塗布層を積層する場合、例えば二軸延伸により得られたポリエステルフィルム基材層に、塗剤を塗布する方法が挙げられ、基材層の粗面側に形成されることが好ましい。
コーティング塗剤のバインダー樹脂としては、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂の各種樹脂を用いることができる。たとえば、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステルアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ（メタ） アクリル酸エステル、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリオレフィンや、これらの共重合体またはブレンド物が挙げられる。なかでもポリエステル、ポリイミド、ポリ（メタ） アクリル酸エステル、ポリウレタンが好ましい。更に架橋剤を加えて架橋したものであってもよい。
コーティング塗剤の溶媒としては、トルエン、酢酸エチル、メチルエチルケトンなどの有機溶媒および混合物が使用でき、更に水を溶媒としてもよい。
コーティング塗剤の溶媒としては、トルエン、酢酸エチル、メチルエチルケトンなどの有機溶媒および混合物が使用でき、更に水を溶媒としてもよい。
本発明においては塗布層を形成する成分として、上記成分以外にメラミン樹脂等の他の樹脂、帯電防止剤、着色剤、界面活性剤等を使用することができる。また、所望に応じて、その他の成分を配合することができる。配合剤としては、軟質重合体、フィラー、熱安定剤、耐候安定剤、老化防止剤、レベリング剤、帯電防止剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、防曇剤、染料、顔料、天然油、合成油、ワックス、乳剤、充填剤、硬化剤、難燃剤などが挙げられ、その配合割合は、本発明の目的を損なわない範囲で適宜選択される。
＜熱収縮率＞
本発明のフレキシブルプリント回路基板補強用フィルムは、２００℃で１０分間加熱処理したときの熱収縮率がフィルム長手方向および幅方向の両方向において−１％以上１％以下である。かかる熱収縮率の下限値は、好ましくは−０．５％、さらに好ましくは−０．１％である。また熱収縮率の上限値は、好ましくは０．５％、さらに好ましくは０．１％である。
本発明のフレキシブルプリント回路基板補強用フィルムは、２００℃で１０分間加熱処理したときの熱収縮率がフィルム長手方向および幅方向の両方向において−１％以上１％以下である。かかる熱収縮率の下限値は、好ましくは−０．５％、さらに好ましくは−０．１％である。また熱収縮率の上限値は、好ましくは０．５％、さらに好ましくは０．１％である。
補強用フィルムの熱収縮率が下限に満たない場合あるいは上限を超える場合は、基材層の少なくとも片面の表面が十分に粗面化されていても、ＦＰＣ基板との貼り合せに用いる市販の接着シートとの密着性が低下し、はんだリフロー後にその密着性を保つことができず、補強用フィルムの剥がれや膨れ、およびピール強度の低下を引き起こす。
本発明のフレキシブルプリント回路基板補強用フィルムは、フィルム長手方向および幅方向の両方向においてかかる熱収縮率特性を有することを要する。一方でも熱収縮率がはずれる場合、はんだリフロー後にその密着性を保つことができず、補強用フィルムの剥がれや膨れ、およびピール強度の低下を引き起こす。
かかる熱収縮率は、ポリエステルの種類がポリエチレンナフタレートであること、後述する延伸条件で二軸延伸を行った後に熱固定処理を施し、かかる熱固定処理温度が（Ｔｍ−１００）℃以上の温度、好ましくは２２０℃〜２５０℃の温度条件で施すこと、その後１５０℃〜２５０℃の温度条件で１〜３％の熱弛緩処理を行い、さらにオフライン工程にて１５０〜２５０℃で５分以上熱処理（アニール処理）し、５０〜８０℃で除冷することによって達成される。また、かかる熱処理条件の範囲内で温度を高くするか、または処理時間を長くすることにより、熱収縮率を好ましい範囲にすることができる。
＜平均表面粗さＲａ＞
本発明の二軸配向ポリエステルフィルム基材層の少なくとも片面における平均表面粗さＲａは５００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることを要する。かかる平均表面粗さＲａは、さらに好ましくは３００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、特に好ましくは６００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。
本発明の二軸配向ポリエステルフィルム基材層の少なくとも片面における平均表面粗さＲａは５００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることを要する。かかる平均表面粗さＲａは、さらに好ましくは３００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、特に好ましくは６００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。
補強板とフレキシブルプリント回路基板とを接着シートを介して接着させる際、かかる平均表面粗さＲａを有する基材層面に接着シートを接着させ、かつフィルム熱収縮率特性も満たす場合に初めて市販の接着シートとの密着性が向上し、はんだリフロー後に補強板の剥がれや膨れが生じず、またピール強度が高くなる効果が発現する。一方、平均表面粗さＲａが下限に満たない場合、はんだリフロー後にその密着性を保つことができず、補強用フィルムの剥がれや膨れ生じる。一方、平均表面粗さＲａが上限を超える場合、フィルムの強度が不足し、形状維持ができなくなる。
かかる平均表面粗さは、少なくとも接着シートを貼り付ける片面に表面粗化処理を施すことにより形成される。表面粗面化処理の手法としては、フィルムに粒径５〜１００μｍ、好ましくは５〜２０μｍの窒化珪素、シリカ等の粉体を１分間当たり１．５×１０３〜１５×１０３ｇ／ｍ2の割合で直接放射するサンドマット処理などが挙げられる。処理時間は３０秒〜３分間とすることが好ましく、さらに処理速度を１０ｍ／秒〜６０ｍ／秒とすることが好ましい。また、サンドマット処理以外に、ヘアライン加工、ケミカルマット処理、レーザー処理など、表面に粗面状態ができ、かつ表面粗さを制御できる手法であれば表面粗面化処理方法は特定されない。
＜フィルム厚み＞
本発明のフレキシブルプリント回路基板補強用フィルムのフィルム厚みは５０μｍ以上２５０μｍ以下であることが好ましい。
本発明のフレキシブルプリント回路基板補強用フィルムのフィルム厚みは５０μｍ以上２５０μｍ以下であることが好ましい。
＜フィルム製膜方法＞
本発明のフィルムを得る方法を以下に具体的に述べるが、以下の例に特に限定されるものではない。
ポリエステルは、所望に応じて乾燥後、押出機に供給してＴダイよりシート状に成形される。
本発明のフィルムを得る方法を以下に具体的に述べるが、以下の例に特に限定されるものではない。
ポリエステルは、所望に応じて乾燥後、押出機に供給してＴダイよりシート状に成形される。
Ｔダイより押し出されたシート状成形物を表面温度１０〜６０℃の冷却ドラムで冷却固化し、この未延伸フィルムを例えばロール加熱または赤外線加熱によって加熱した後、縦方向に延伸して縦延伸フィルムを得る。かかる縦延伸は２個以上のロールの周速差を利用して行うのが好ましい。縦延伸温度はポリエステルのガラス転移点（Ｔｇ）より高い温度、更にはＴｇより２０〜４０℃高い温度とするのが好ましい。縦延伸倍率は、２．５倍以上４．０倍以下の範囲で行い、さらに２．８倍以上３．９倍以下の範囲で行うことが好ましい。縦延伸倍率が下限に満たない場合、補強板としての強度が十分でないことがある他、フィルムの厚み斑が悪くなり良好なフィルムが得られないことがある。また縦延伸倍率が上限を超える場合、本発明の熱収縮率特性が得られず、また製膜中に破断が発生しやすくなる。
得られた縦延伸フィルムは、続いて横延伸を行い、その後熱固定、熱弛緩の処理を順次施して二軸配向フィルムとするが、かかる処理はフィルムを走行させながら行う。
横延伸処理は樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）より２０℃高い温度から始め、樹脂の融点（Ｔｍ）より（１２０〜３０）℃低い温度まで昇温しながら行う。かかる横延伸開始温度は、好ましくは（Ｔｇ＋４０）℃以下である。また横延伸最高温度は、好ましくはＴｍより（１００〜４０）℃低い温度である。横延伸開始温度が低すぎるとフィルムに破れが生じやすい。また横延伸最高温度が（Ｔｍ−１２０）℃より低いと、得られたフィルムの熱収縮率が大きくなり、また幅方向の物性の均一性が低下しやすい。一方横延伸最高温度が（Ｔｍ−３０）℃より高いとフィルムが柔らかくなりすぎ、製膜中にフィルムの破れが起こり易い。
横延伸過程の昇温は連続的でも段階的（逐次的）でもよいが、通常は段階的に昇温する。例えば、ステンターの横延伸ゾーンをフィルム走行方向に沿って複数に分け、各ゾーンごとに所定温度の加熱媒体を流すことで昇温する。
横延伸処理は樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）より２０℃高い温度から始め、樹脂の融点（Ｔｍ）より（１２０〜３０）℃低い温度まで昇温しながら行う。かかる横延伸開始温度は、好ましくは（Ｔｇ＋４０）℃以下である。また横延伸最高温度は、好ましくはＴｍより（１００〜４０）℃低い温度である。横延伸開始温度が低すぎるとフィルムに破れが生じやすい。また横延伸最高温度が（Ｔｍ−１２０）℃より低いと、得られたフィルムの熱収縮率が大きくなり、また幅方向の物性の均一性が低下しやすい。一方横延伸最高温度が（Ｔｍ−３０）℃より高いとフィルムが柔らかくなりすぎ、製膜中にフィルムの破れが起こり易い。
横延伸過程の昇温は連続的でも段階的（逐次的）でもよいが、通常は段階的に昇温する。例えば、ステンターの横延伸ゾーンをフィルム走行方向に沿って複数に分け、各ゾーンごとに所定温度の加熱媒体を流すことで昇温する。
横延伸倍率は、２．５倍以上４．０倍以下の範囲で行い、さらに２．８倍以上３．９倍以下の範囲で行うことが好ましい。横延伸倍率が下限に満たない場合、補強板としての強度が十分でないことがある他、フィルムの厚み斑が悪くなり良好なフィルムが得られないことがある。また横延伸倍率が上限を超える場合、本発明の熱収縮率特性が得られず、また製膜中に破断が発生しやすくなる。
二軸延伸されたフィルムは、その後熱固定処理が施される。熱固定処理を施すことにより、得られたフィルムの高温条件下での寸法安定性を高めることができる。熱固定処理は、好ましくは（Ｔｍ−１００℃）以上、さらに好ましくは（Ｔｍ−７０）℃〜（Ｔｍ−４０）℃の範囲で行うことができ、特に２２０℃〜２５０℃の範囲で行うことが好ましい。
熱固定処理後、１５０℃〜２５０℃の温度条件で１〜３％の熱弛緩処理を行い、さらにオフライン工程にて１５０〜２５０℃で５分以上熱処理（アニール処理）し、５０〜８０℃で除冷する。オフライン工程で行うアニール処理は、かかる熱処理条件の範囲内で温度を高くするか、または処理時間を長くすることにより、熱収縮率を好ましい範囲にすることができる。アニール処理時間の上限は特に制限されないが、長時間すぎるとフィルム物性が低下する可能性があるため、高々１時間であることが好ましい。
熱固定処理後、１５０℃〜２５０℃の温度条件で１〜３％の熱弛緩処理を行い、さらにオフライン工程にて１５０〜２５０℃で５分以上熱処理（アニール処理）し、５０〜８０℃で除冷する。オフライン工程で行うアニール処理は、かかる熱処理条件の範囲内で温度を高くするか、または処理時間を長くすることにより、熱収縮率を好ましい範囲にすることができる。アニール処理時間の上限は特に制限されないが、長時間すぎるとフィルム物性が低下する可能性があるため、高々１時間であることが好ましい。
このようにして得られた二軸配向フィルムの少なくとも片面に、さらに塗布層を形成する際、塗布性を向上させるための予備処理としてフィルム表面にコロナ表面処理、火炎処理、プラズマ処理等の物理処理を施すか、あるいは組成物と共にこれと化学的に不活性な界面活性剤を併用してもよい。
塗布方法としては、公知の任意の塗工法が適用できる。例えばロールコート法、グラビアコート法、ロールブラッシュ法、スプレーコート法、エアーナイフコート法、含浸法、カーテンコート法等を単独または組合せて用いることができる。
得られた二軸配向フィルムの少なくとも片面には粗面化処理が施される。粗面化処理の手法としては、フィルムに粒径５〜１００μｍ、好ましくは５〜２０μｍの窒化珪素、シリカ等の粉体を１分間当たり１．５×１０３〜１５×１０３ｇ／ｍ2の割合で直接放射するサンドマット処理などが挙げられる。処理時間は３０秒〜３分間とすることが好ましく、さらに処理速度を１０ｍ／秒〜６０ｍ／秒とすることが好ましい。また、サンドマット処理以外に、ヘアライン加工、ケミカルマット処理、レーザー処理など、表面に粗面状態ができ、かつ表面粗さを制御できる手法であれば表面粗面化処理方法は特定されない。
＜接着シート＞
本発明のフレキシブルプリント回路基板補強用フィルムとフレキシブルプリント回路基板とを貼りあわせるに際し、接着シートを介して貼りあわせることが好ましい。かかる接着シートとして市販の接着シートを用いることができ、例えばエポキシ系接着シートまたはアクリル系接着シートを用いることができる。これら市販の接着シートの具体例として、ＴＦＡ−８８０ＣＣ３５（京セラケミカル株式会社製）、ＳＡＦＶ（ニッカン工業株式会社製）、Ｄ３４１０（ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社製）が挙げられる。
本発明のフレキシブルプリント回路基板補強用フィルムとフレキシブルプリント回路基板とを貼りあわせるに際し、接着シートを介して貼りあわせることが好ましい。かかる接着シートとして市販の接着シートを用いることができ、例えばエポキシ系接着シートまたはアクリル系接着シートを用いることができる。これら市販の接着シートの具体例として、ＴＦＡ−８８０ＣＣ３５（京セラケミカル株式会社製）、ＳＡＦＶ（ニッカン工業株式会社製）、Ｄ３４１０（ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社製）が挙げられる。
＜フレキシブルプリント回路基板積層体＞
本発明のフレキシブルプリント回路基板補強用フィルムを用いてフレキシブルプリント回路基板補強板に加工し、得られた補強板をフレキシブルプリント回路基板の補強が必要な部位に貼り合せて用いることができる。
本発明のフレキシブルプリント回路基板補強用フィルムと貼りあわせて用いられるフレキシブルプリント回路基板のベースフィルムとして、ポリイミドまたはポリエステルが例示される。ポリエステルとしてポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどが挙げられる。
本発明のフレキシブルプリント回路基板補強用フィルムを用いてフレキシブルプリント回路基板補強板に加工し、得られた補強板をフレキシブルプリント回路基板の補強が必要な部位に貼り合せて用いることができる。
本発明のフレキシブルプリント回路基板補強用フィルムと貼りあわせて用いられるフレキシブルプリント回路基板のベースフィルムとして、ポリイミドまたはポリエステルが例示される。ポリエステルとしてポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどが挙げられる。
また、本発明のフレキシブルプリント回路基板積層体は、フレキシブルプリント回路基板に接着シートを介して本発明のフレキシブルプリント回路基板補強板を貼り合せた構成を有する。フレキシブルプリント回路基板積層体は、はんだリフロー工程後に接着シートを介した接着界面における剥がれや膨れの発生がなく、またピール強度が高く補強効果が高いことから、部品搭載部など回路基板だけでは撓みが生じやすい部位や、コネクター接続部などコネクターに取り付ける際に折れ曲がったりしやすい部位といった、より補強性が必要とされる部位に好適に用いることができる。
なお、本発明のフレキシブルプリント回路のベースフィルム又は基板に形成される回路パターンについては特に制限はなく、従来から用いられている一般的なものが使用される。本発明のフレキシブルプリント回路基板積層体は、特に補強板の接着性及び接着部の耐熱性に優れることから、車載用の電子機器等の高温環境下で使用される電子機器の電気回路に有用である。
以下、実施例により本発明を詳述するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、各特性値は以下の方法で測定した。また、実施例中の部および％は、特に断らない限り、それぞれ重量％および重量％を意味する。
（１）平均表面粗さＲａ
小坂研究所（株）製の触針式表面粗さ計（サーフコーダ３０℃）を用いて針の半径２μｍ、触針用３０ｍｇの条件下でチャート（フィルム表面粗さ曲線）をかかせる。フィルム表面粗さ曲線から、その中心線の方向に測定長さＬ の部分を抜き取り、この抜き取り部分の中心線をＸ 軸とし、縦倍率の方向をＹ 軸として、粗さ曲線をＹ＝ｆ（Ｘ）で表したとき、次式で与えられるＲａ（μｍ）をフィルム平均粗さとして定義する。
小坂研究所（株）製の触針式表面粗さ計（サーフコーダ３０℃）を用いて針の半径２μｍ、触針用３０ｍｇの条件下でチャート（フィルム表面粗さ曲線）をかかせる。フィルム表面粗さ曲線から、その中心線の方向に測定長さＬ の部分を抜き取り、この抜き取り部分の中心線をＸ 軸とし、縦倍率の方向をＹ 軸として、粗さ曲線をＹ＝ｆ（Ｘ）で表したとき、次式で与えられるＲａ（μｍ）をフィルム平均粗さとして定義する。
（２）熱収縮率
フィルムサンプルに３０ｃｍ間隔で標点をつけ、荷重をかけずに２００℃のオーブンで１０分間熱処理を実施し、熱処理後の標点間隔を測定して、フィルム連続製膜方向（ＭＤ方向）と、製膜方向に垂直な方向（ＴＤ方向）において、下記式にて熱収縮率を算出した。
熱収縮率（％）
＝｛（熱処理前標点間距離−熱処理後標点間距離）／熱処理前標点間距離｝×１００
フィルムサンプルに３０ｃｍ間隔で標点をつけ、荷重をかけずに２００℃のオーブンで１０分間熱処理を実施し、熱処理後の標点間隔を測定して、フィルム連続製膜方向（ＭＤ方向）と、製膜方向に垂直な方向（ＴＤ方向）において、下記式にて熱収縮率を算出した。
熱収縮率（％）
＝｛（熱処理前標点間距離−熱処理後標点間距離）／熱処理前標点間距離｝×１００
（３）はんだリフローテスト
ピーク温度２６０℃で１０秒間のはんだリフロー処理を行い、処理後の外観評価およびピール強度についてそれぞれ評価した。なお評価にあたり、以下の方法で作成された二軸配向ポリエステルフィルム／市販の補強用フィルム接着用接着シート／ポリイミドフィルムを基材とした片面銅張積層板からなるフレキシブルプリント回路基板積層体を用いた。
ピーク温度２６０℃で１０秒間のはんだリフロー処理を行い、処理後の外観評価およびピール強度についてそれぞれ評価した。なお評価にあたり、以下の方法で作成された二軸配向ポリエステルフィルム／市販の補強用フィルム接着用接着シート／ポリイミドフィルムを基材とした片面銅張積層板からなるフレキシブルプリント回路基板積層体を用いた。
＜フレキシブルプリント回路基板積層体の作成方法＞
作成した二軸配向ポリエステルフィルムの上に、市販の補強用フィルム接着用接着シート（ＳＡＦＶ（商品名）：ニッカン工業株式会社製）、さらに接着シートの上にポリイミドフィルムを基材とした片面銅張積層板（Ｆ―３０ＶＣ１（商品名）：ニッカン工業株式会社製）をポリイミドフィルム側が接着シートに面するようにしてのせた。この積層体に温度１００℃、圧力３ＭＰａで５分間プレスした後、さらに温度を上げ１６０℃、圧力３ＭＰａで５分間プレスし、そのまま６０分間の熱処理を施した。その後室温まで冷却し取り出した。
作成した二軸配向ポリエステルフィルムの上に、市販の補強用フィルム接着用接着シート（ＳＡＦＶ（商品名）：ニッカン工業株式会社製）、さらに接着シートの上にポリイミドフィルムを基材とした片面銅張積層板（Ｆ―３０ＶＣ１（商品名）：ニッカン工業株式会社製）をポリイミドフィルム側が接着シートに面するようにしてのせた。この積層体に温度１００℃、圧力３ＭＰａで５分間プレスした後、さらに温度を上げ１６０℃、圧力３ＭＰａで５分間プレスし、そのまま６０分間の熱処理を施した。その後室温まで冷却し取り出した。
［外観評価］
リフロー処理後のフレキシブルプリント回路基板積層体について、接着シートと補強板との界面に気泡や膨れの発生があるか補強板側から観察し、測定範囲５ｃｍ×５ｃｍ四方における気泡、膨れの発生面積を求めて下記の基準で評価した。
Ａ：気泡、膨れの発生した面積が１０％未満
Ｂ：気泡、膨れの発生した面積が１０％以上１５％未満
Ｃ：気泡、膨れの発生した面積が１５％以上３０％未満
Ｄ：気泡、膨れの発生した面積が３０％以上
リフロー処理後のフレキシブルプリント回路基板積層体について、接着シートと補強板との界面に気泡や膨れの発生があるか補強板側から観察し、測定範囲５ｃｍ×５ｃｍ四方における気泡、膨れの発生面積を求めて下記の基準で評価した。
Ａ：気泡、膨れの発生した面積が１０％未満
Ｂ：気泡、膨れの発生した面積が１０％以上１５％未満
Ｃ：気泡、膨れの発生した面積が１５％以上３０％未満
Ｄ：気泡、膨れの発生した面積が３０％以上
［ピール強度］
ＪＩＳ Ｃ ５０１６に準拠して、銅張り積層板側からのピール強度について、常温下、引き剥がし方向９０°で評価した。
ＪＩＳ Ｃ ５０１６に準拠して、銅張り積層板側からのピール強度について、常温下、引き剥がし方向９０°で評価した。
［実施例１］
ポリエチレンナフタレート樹脂に平均粒径０．３ μｍの球状シリカを０． １％添加し、２９０℃に加熱された押出機に供給し、２９０℃のダイスよりシート状に成形した。さらにこのシートを表面温度６０℃の冷却ドラムで冷却固化した未延伸フィルムを１４０℃に加熱したロール群に導き、長手方向（縦方向）に３．０倍で延伸し、６０℃のロール群で冷却した。続いて、縦延伸したフィルムの両端をクリップで保持しながらテンターに導き１５０℃に加熱された雰囲気中で長手に垂直な方向（横方向）に３．２倍で延伸した。その後テンタ−内で２５０℃の熱固定を行い、２４０℃で２％の弛緩後、均一に除冷して、室温まで冷やして１８０μｍ二軸延伸フィルムを得た。
ポリエチレンナフタレート樹脂に平均粒径０．３ μｍの球状シリカを０． １％添加し、２９０℃に加熱された押出機に供給し、２９０℃のダイスよりシート状に成形した。さらにこのシートを表面温度６０℃の冷却ドラムで冷却固化した未延伸フィルムを１４０℃に加熱したロール群に導き、長手方向（縦方向）に３．０倍で延伸し、６０℃のロール群で冷却した。続いて、縦延伸したフィルムの両端をクリップで保持しながらテンターに導き１５０℃に加熱された雰囲気中で長手に垂直な方向（横方向）に３．２倍で延伸した。その後テンタ−内で２５０℃の熱固定を行い、２４０℃で２％の弛緩後、均一に除冷して、室温まで冷やして１８０μｍ二軸延伸フィルムを得た。
その後、フィルムに２５０℃で１時間アニール処理を施し、さらにサンドマット加工により表面粗さの平均値（Ｒａ）が８００ｎｍ程度となるよう調節した。
得られたフィルムを補強用フィルムとして、上記の（３）に記載された方法でフレキシブルプリント回路基板積層体を作成した。得られた特性を表１に示す。本実施例のフィルムは、はんだリフロー後も接着シートとの密着性に優れていた。
得られたフィルムを補強用フィルムとして、上記の（３）に記載された方法でフレキシブルプリント回路基板積層体を作成した。得られた特性を表１に示す。本実施例のフィルムは、はんだリフロー後も接着シートとの密着性に優れていた。
［実施例２］
サンドマット加工の条件を穏やかにして表面粗さの平均値（Ｒａ）が６００ｎｍ程度となるように調整した以外は実施例１と同様の方法で１８０μｍ二軸延伸フィルムおよびフレキシブルプリント回路基板積層体を作成した。得られた特性を表１に示す。本実施例のフィルムは、はんだリフロー後も接着シートとの密着性に優れていた。
サンドマット加工の条件を穏やかにして表面粗さの平均値（Ｒａ）が６００ｎｍ程度となるように調整した以外は実施例１と同様の方法で１８０μｍ二軸延伸フィルムおよびフレキシブルプリント回路基板積層体を作成した。得られた特性を表１に示す。本実施例のフィルムは、はんだリフロー後も接着シートとの密着性に優れていた。
［実施例３］
延伸条件を長手方向（縦方向）に３．０倍、長手に垂直な方向（横方向）に３．１倍に変更し、フィルムに２２０℃１分間アニール処理を施し、サンドマット加工の条件を穏やかにして表面粗さの平均値（Ｒａ）が７００ｎｍ程度となるように調整した以外は実施例１と同様の方法で１８０μｍ二軸延伸フィルムおよびフレキシブルプリント回路基板積層体を作成した。得られた特性を表１に示す。本実施例のフィルムは、はんだリフロー後も接着シートとの密着性に優れていた。
延伸条件を長手方向（縦方向）に３．０倍、長手に垂直な方向（横方向）に３．１倍に変更し、フィルムに２２０℃１分間アニール処理を施し、サンドマット加工の条件を穏やかにして表面粗さの平均値（Ｒａ）が７００ｎｍ程度となるように調整した以外は実施例１と同様の方法で１８０μｍ二軸延伸フィルムおよびフレキシブルプリント回路基板積層体を作成した。得られた特性を表１に示す。本実施例のフィルムは、はんだリフロー後も接着シートとの密着性に優れていた。
［比較例６］
延伸条件を長手方向（縦方向）に３．０倍、長手に垂直な方向（横方向）に３．１倍に変更し、フィルムに２２０℃１分間アニール処理を施し、サンドマット加工の条件を穏やかにして表面粗さの平均値（Ｒａ）が５００ｎｍ程度となるように調整した以外は実施例１と同様の方法で１８０μｍ二軸延伸フィルムおよびフレキシブルプリント回路基板積層体を作成した。得られた特性を表１に示す。本比較例のフィルムは、はんだリフロー後の接着シートとの密着性が表１に示すとおり、剥がれた面積がＢ、ピール強度が０．５ｋｇｆ／ｃｍであった。
延伸条件を長手方向（縦方向）に３．０倍、長手に垂直な方向（横方向）に３．１倍に変更し、フィルムに２２０℃１分間アニール処理を施し、サンドマット加工の条件を穏やかにして表面粗さの平均値（Ｒａ）が５００ｎｍ程度となるように調整した以外は実施例１と同様の方法で１８０μｍ二軸延伸フィルムおよびフレキシブルプリント回路基板積層体を作成した。得られた特性を表１に示す。本比較例のフィルムは、はんだリフロー後の接着シートとの密着性が表１に示すとおり、剥がれた面積がＢ、ピール強度が０．５ｋｇｆ／ｃｍであった。
［比較例７］
延伸条件を長手方向（縦方向）に３．０倍、長手に垂直な方向（横方向）に３．１倍に変更し、アニール処理を行わなかった以外は実施例１と同様の方法で１８０μｍ二軸延伸フィルムおよびフレキシブルプリント回路基板積層体を作成した。得られた特性を表１に示す。本比較例のフィルムは、はんだリフロー後の接着シートとの密着性が表１に示すとおり、剥がれた面積がＢ、ピール強度が０．５ｋｇｆ／ｃｍであった。
延伸条件を長手方向（縦方向）に３．０倍、長手に垂直な方向（横方向）に３．１倍に変更し、アニール処理を行わなかった以外は実施例１と同様の方法で１８０μｍ二軸延伸フィルムおよびフレキシブルプリント回路基板積層体を作成した。得られた特性を表１に示す。本比較例のフィルムは、はんだリフロー後の接着シートとの密着性が表１に示すとおり、剥がれた面積がＢ、ピール強度が０．５ｋｇｆ／ｃｍであった。
［比較例１］
サンドマット加工によりＲａが４００ｎｍ程度となるよう調節した以外は実施例１と同様の方法で１８０μｍ二軸延伸フィルムおよびフレキシブルプリント回路基板積層体を作成した。得られた特性を表１に示す。本比較例のフィルムは、はんだリフロー後の外観評価で剥がれが見られ、接着シートとの密着力も低かった。
サンドマット加工によりＲａが４００ｎｍ程度となるよう調節した以外は実施例１と同様の方法で１８０μｍ二軸延伸フィルムおよびフレキシブルプリント回路基板積層体を作成した。得られた特性を表１に示す。本比較例のフィルムは、はんだリフロー後の外観評価で剥がれが見られ、接着シートとの密着力も低かった。
［比較例２］
サンドマット加工を施さなかった以外は実施例１と同様の方法で１８０μｍ二軸延伸フィルムおよびフレキシブルプリント回路基板積層体を作成した。得られた特性を表１に示す。本比較例のフィルムは、はんだリフロー後の外観評価で剥がれが見られ、接着シートとの密着力も低かった。
サンドマット加工を施さなかった以外は実施例１と同様の方法で１８０μｍ二軸延伸フィルムおよびフレキシブルプリント回路基板積層体を作成した。得られた特性を表１に示す。本比較例のフィルムは、はんだリフロー後の外観評価で剥がれが見られ、接着シートとの密着力も低かった。
［比較例３］
延伸条件を長手方向（縦方向）に３．２倍、長手に垂直な方向（横方向）に３．３倍に変更し、アニール処理を行わず、サンドマット加工の条件を穏やかにして表面粗さの平均値（Ｒａ）が４００ｎｍ程度となるように調整した以外は実施例１と同様の方法で１８０μｍ二軸延伸フィルムおよびフレキシブルプリント回路基板積層体を作成した。得られた特性を表１に示す。本比較例のフィルムは、はんだリフロー後の外観評価で剥がれが見られ、接着シートとの密着力も極めて低かった。
延伸条件を長手方向（縦方向）に３．２倍、長手に垂直な方向（横方向）に３．３倍に変更し、アニール処理を行わず、サンドマット加工の条件を穏やかにして表面粗さの平均値（Ｒａ）が４００ｎｍ程度となるように調整した以外は実施例１と同様の方法で１８０μｍ二軸延伸フィルムおよびフレキシブルプリント回路基板積層体を作成した。得られた特性を表１に示す。本比較例のフィルムは、はんだリフロー後の外観評価で剥がれが見られ、接着シートとの密着力も極めて低かった。
［比較例４］
延伸条件を長手方向（縦方向）に３．０倍、長手に垂直な方向（横方向）に３．２倍に変更し、アニール処理を行わなかった以外は実施例１と同様の方法で１８０μｍ二軸延伸フィルムおよびフレキシブルプリント回路基板積層体を作成した。得られた特性を表１に示す。本比較例のフィルムは、はんだリフロー後の外観評価で剥がれが見られた。
延伸条件を長手方向（縦方向）に３．０倍、長手に垂直な方向（横方向）に３．２倍に変更し、アニール処理を行わなかった以外は実施例１と同様の方法で１８０μｍ二軸延伸フィルムおよびフレキシブルプリント回路基板積層体を作成した。得られた特性を表１に示す。本比較例のフィルムは、はんだリフロー後の外観評価で剥がれが見られた。
［比較例５］
延伸条件を長手方向（縦方向）に３．２倍、長手に垂直な方向（横方向）に３．３倍に変更し、アニール処理を行わなかった以外は実施例１と同様の方法で１８０μｍ二軸延伸フィルムおよびフレキシブルプリント回路基板積層体を作成した。得られた特性を表１に示す。本比較例のフィルムは、はんだリフロー後の外観評価で剥がれが見られた。
延伸条件を長手方向（縦方向）に３．２倍、長手に垂直な方向（横方向）に３．３倍に変更し、アニール処理を行わなかった以外は実施例１と同様の方法で１８０μｍ二軸延伸フィルムおよびフレキシブルプリント回路基板積層体を作成した。得られた特性を表１に示す。本比較例のフィルムは、はんだリフロー後の外観評価で剥がれが見られた。
本発明のフレキシブルプリント回路基板補強用フィルムは、はんだリフロー後の密着性が良好で、部分的な剥がれや膨れがなく生産性に優れており、その工業的価値は極めて高い。
Claims (5)
- 二軸配向ポリエステルフィルム基材層を有するフレキシブルプリント回路基板補強用フィルムであり、該基材層のポリエステルがポリエチレンナフタレートであり、２００℃で１０分間加熱処理したときの該補強用フィルムの熱収縮率がフィルム長手方向および幅方向の両方向において−０．５％以上０．５％以下であって、かつ基材層の少なくとも片面における平均表面粗さＲａが６００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の粗面を有することを特徴とするフレキシブルプリント回路基板補強用フィルム。
- 請求項１に記載のフレキシブルプリント回路基板補強用フィルムを用いたフレキシブルプリント回路基板補強板。
- フレキシブルプリント回路基板に接着シートを介して請求項２に記載のフレキシブルプリント回路基板補強板が貼りあわされたフレキシブルプリント回路基板積層体。
- 接着シートがエポキシ系接着シートまたはアクリル系接着シートである請求項３に記載のフレキシブルプリント回路基板積層体。
- フレキシブルプリント回路基板のベースフィルムがポリイミドまたはポリエステルである請求項３または４に記載のフレキシブルプリント回路基板積層体。
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